एयरोस्पेस हाइड्रोलिक सिस्टम के लिए Gr9 टाइटेनियम (Ti-3Al-2.5V) ट्यूबिंग

Gr9 टाइटेनियम क्या है?

Gr9, जिसे ग्रेड 9 भी लिखा जाता है और UNS R56320 के रूप में मानकीकृत किया गया है, टाइटेनियम मिश्र धातु Ti-3Al-2.5V है। यह व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम और ग्रेड परिवार में वर्कहॉर्स Ti-6Al-4V के बीच बैठता है: एनील्ड स्थिति में लगभग 620 MPa तन्य शक्ति तक पहुंचने के लिए पर्याप्त मिश्रधातु है, लेकिन फिर भी पतली दीवार वाली सीमलेस और वेल्डेड टयूबिंग के रूप में उत्पादित करने के लिए पर्याप्त लचीला और ठंडा-रूप योग्य है। इसका बीटा ट्रांसस लगभग 935 डिग्री है, जो Ti-6Al-4V की तुलना में कम है और मिश्र धातु को संसाधित करना तुलनात्मक रूप से आसान बनाता है।

सामग्री को वेल्डेड और सीमलेस ट्यूब के लिए एएसटीएम बी338 जैसे टयूबिंग उत्पाद मानकों में और फिटिंग बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टॉक के लिए संबंधित बार और फोर्जिंग मानकों में निर्दिष्ट किया गया है। एयरोस्पेस टयूबिंग विनिर्देशों में अनाज के आकार, सतह की फिनिश, गैर-विनाशकारी परीक्षण और सफाई की आवश्यकताएं शामिल हैं।

रसायन विज्ञान और यांत्रिक गुण

एक विशिष्ट ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस ट्यूब की तुलना में समान बोर और दीवार के लिए मिश्र धातु लगभग 40% हल्की होती है, और ऊंचे तापमान पर इसकी ताकत काफी हद तक बरकरार रहती है। एल्युमीनियम का मिश्रण ठोस घोल को मजबूती प्रदान करता है और शुद्ध टाइटेनियम के सापेक्ष बीटा ट्रांसस को बढ़ाता है; वैनेडियम जोड़ बीटा चरण को स्थिर करता है और गर्म कार्यशीलता में सुधार करता है।

एयरोस्पेस हाइड्रोलिक सिस्टम Gr9 ट्यूबिंग का उपयोग क्यों करते हैं?

वज़न।हाइड्रोलिक लाइनें एक एयरफ्रेम की लंबाई तक चलती हैं। स्टेनलेस ट्यूब को जीआर9 से बदलने से प्रत्येक लाइन पर द्रव्यमान की बचत होती है और, क्योंकि हाइड्रोलिक द्रव लाइनें असंख्य हैं, बचत पूरे विमान में जमा हो जाती है।

दबाव क्षमता.एयरोस्पेस हाइड्रोलिक सिस्टम उच्च नाममात्र दबाव पर काम करते हैं, और Ti-3Al-2.5V ट्यूबिंग की पतली दीवार की ताकत एक तुलनीय स्टेनलेस ट्यूब की तुलना में किसी दिए गए विस्फोट की आवश्यकता के लिए एक छोटी दीवार की अनुमति देती है।

कंपन और थकान.इंजन और एयरफ्रेम कंपन लाइनों और फिटिंग पर चक्रीय मोड़ लगाता है; एनील्ड स्थिति में मिश्र धातु में अच्छा थकान प्रतिरोध होता है, खासकर जहां मोड़, क्लैंप और समर्थन सही ढंग से स्थित होते हैं।

संक्षारण प्रतिरोध।निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म हाइड्रोलिक तरल पदार्थ, नमी, नमक स्प्रे और अधिकांश सफाई एजेंटों का प्रतिरोध करती है, जिससे समुद्री वातावरण में उच्च शक्ति वाले स्टील्स को प्रभावित करने वाले गड्ढे और तनाव {{0}संक्षारण चिंताओं से बचा जा सकता है।

तापमान की रेंज।मिश्रधातु ईंधन और निष्क्रिय प्रणालियों के आसपास मिलने वाली क्रायोजेनिक सेवा से लेकर हाइड्रोलिक प्रणाली के तापमान तक, फेरिटिक स्टील्स के लचीलेपन के बिना, विश्वसनीय रूप से प्रदर्शन करता है।

आकार देना, मोड़ना और स्थापना अभ्यास

एयरोस्पेस ट्यूब का आकार इंच और मीट्रिक श्रृंखला दोनों में दीवार की मोटाई के साथ बाहरी व्यास के रूप में उद्धृत किया गया है। विशिष्ट दुकान अभ्यास में शामिल हैं:

मोड़ त्रिज्या को न्यूनतम तक रखा जाता है जो विनिर्देश उपयोग किए गए व्यास और दीवार के लिए अनुमति देता है; सख्त रेडी को आंतरिक समर्थन के साथ झुकने की आवश्यकता होती है, जैसे कि एक खराद का धुरा या एक फ्यूज़िबल फिलर, ताकि मोड़ के बाहर अंडाकारता और दीवार को पतला होने से रोका जा सके।

पतली दीवार वाली Gr9 ट्यूब के लिए ठंडा झुकना सामान्य है। स्प्रिंगबैक महत्वपूर्ण है और इसकी भरपाई विमान पर अधिक झुकने के बजाय टूलींग में की जाती है।

अंतिम तैयारी उपयोग में आने वाली फिटिंग प्रणाली के अनुसार होती है। फ्लेयरलेस फिटिंग्स और फ्लेयर्ड फिटिंग्स प्रत्येक कट स्क्वायरनेस, डिबरिंग और दीवार की स्थिति पर अपनी आवश्यकताओं को लागू करते हैं, और असेंबली से पहले ट्यूब के सिरों का आमतौर पर निरीक्षण किया जाता है।

क्लैम्पिंग रिक्ति निर्धारित की जाती है ताकि लाइनें संरचना के विरुद्ध कंपन न करें। जहां गैल्वेनिक या फ्रेटिंग क्षति संभव हो, वहां टाइटेनियम ट्यूब और असमान धातु क्लैंप के बीच संपर्क से बचा जाता है।

ट्यूबों को अंत कैप के साथ संभाला और संग्रहित किया जाता है। टाइटेनियम थकान के मामले में नौच संवेदनशील है, और एक पतली दीवार लाइन के बाहरी व्यास पर खरोंच तनाव बढ़ाने वाली है।

वेल्डिंग और हीट ट्रीटमेंट

जीआर9 ट्यूब को गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग द्वारा उच्च शुद्धता वाले आर्गन शील्डिंग के साथ वेल्ड किया जाता है, और महत्वपूर्ण एयरोस्पेस जोड़ों के लिए वेल्डिंग एक बंद कक्ष में या ट्रेलिंग शील्ड के साथ की जाती है ताकि जोड़ उज्ज्वल और अनॉक्सिडाइज़्ड रहे। यहां तक ​​कि सतह का हल्का सा रंग बदलना भी ऑक्सीजन और नाइट्रोजन लेने का संकेत देता है और आम तौर पर इसे अस्वीकार कर दिया जाता है। पतली दीवार लाइनों को अक्सर चौकोर बट जोड़ पर, बिना किसी भराव के, स्वचालित रूप से वेल्ड किया जाता है; मोटे अनुभाग मिलान वाले टाइटेनियम भराव का उपयोग करते हैं।

बनाने और वेल्डिंग करने के बाद, भागों को साफ किया जाता है, जहां संदूषण को हटाने की अनुमति होती है वहां अचार डाला जाता है, और वैक्यूम या निष्क्रिय वातावरण में गर्मी का इलाज किया जाता है। तनाव से राहत आम तौर पर बीटा ट्रांसस के काफी नीचे 540 - 650 डिग्री के क्षेत्र में की जाती है, ताकि ट्यूब निर्माण द्वारा उत्पादित बढ़िया अल्फा+बीटा संरचना संरक्षित रहे। ट्रांसस के ऊपर कोई भी ताप उपचार संरचना को मोटा कर देगा और लचीलापन कम कर देगा।

सामान्य ग़लतफ़हमियाँ और चयन सीमाएँ

जहां उच्च स्थैतिक शक्ति की आवश्यकता होती है, वहां Gr9 Ti-6Al-4V का विकल्प नहीं है। संरचनात्मक फिटिंग और ब्रैकेट के लिए उच्च-शक्ति ग्रेड सामान्य विकल्प बना हुआ है।

डिज़ाइन उद्देश्यों के लिए Gr9 ट्यूब को Gr9 शीट या बार के साथ विनिमेय नहीं किया जा सकता है। गुण उत्पाद प्रपत्र और लागू उत्पाद मानक पर स्थापित होते हैं, और टयूबिंग सहनशीलता और परीक्षण आवश्यकताएं प्लेट या बार से भिन्न होती हैं।

उच्च तापमान पर हवा में दीर्घावधि सेवा ऑक्सीजन ग्रहण और पैमाने में वृद्धि के कारण सीमित होती है; मिश्र धातु का उपयोग अनुप्रयोग के लिए योग्य तापमान सीमा के बाहर नहीं किया जाना चाहिए।

झुकने के दौरान किया गया ठंडा काम स्थानीय ताकत बढ़ाता है और स्थानीय लचीलापन कम करता है। जहां किसी हिस्से को बाद में जंग या थकान के कारण तनाव से राहत मिलती है, राहत उपचार निर्दिष्ट ट्यूब तापमान के अनुरूप होना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: Gr9 टाइटेनियम क्या है?
Gr9 Ti-3Al-2.5V, UNS R56320 है, एक अल्फा+बीटा टाइटेनियम मिश्र धातु है जिसमें एनील्ड स्थिति में लगभग 620 MPa न्यूनतम तन्य शक्ति होती है, जिसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस हाइड्रोलिक टयूबिंग के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रश्न: जीआर9 और ग्रेड 2 टाइटेनियम के बीच क्या अंतर है?
ग्रेड 2 कम ताकत लेकिन बेहतर फॉर्मेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी के साथ व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम है। जीआर9 मिश्रधातु है और काफी मजबूत है, इसलिए इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां आंतरिक दबाव और वजन डिजाइन को संचालित करते हैं।

प्रश्न: कौन सा मानक Gr9 टयूबिंग को कवर करता है?
एएसटीएम बी338 ग्रेड 9 सहित सीमलेस और वेल्डेड टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूब को कवर करता है; फिटिंग के लिए बार और फोर्जिंग स्टॉक को संबंधित टाइटेनियम उत्पाद मानकों द्वारा कवर किया जाता है, जिसमें एयरोस्पेस विनिर्देशों में निरीक्षण और सफाई आवश्यकताओं को जोड़ा जाता है।

प्रश्न: क्या Gr9 ट्यूब को ठंडा किया जा सकता है?
हाँ, पतली - दीवार वाली Gr9 ट्यूब नियमित रूप से ठंडी मुड़ी हुई होती है। अंडाकारता को सीमित करने के लिए आंतरिक समर्थन और नियंत्रित मोड़ त्रिज्या का उपयोग किया जाता है, और टूलींग में स्प्रिंगबैक की भरपाई की जाती है।

प्रश्न: Gr9 वेल्ड उज्ज्वल क्यों होना चाहिए?
टाइटेनियम वेल्ड पर रंग सतह के ऑक्सीजन और नाइट्रोजन संदूषण को इंगित करता है, जो जोड़ को कमजोर कर देता है। चमकीला, चांदी जैसा वेल्ड और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र स्वीकृति मानदंड हैं।

प्रश्न: क्या Gr9 उच्च तापमान वाली सेवा के लिए उपयुक्त है?
इसका उपयोग क्रायोजेनिक और गर्म हाइड्रोलिक सेवा सहित व्यापक रेंज में किया जाता है, लेकिन उच्च तापमान पर हवा के निरंतर संपर्क में ऑक्सीकरण और धातु में ऑक्सीजन का प्रसार सीमित होता है।